【沪粤2024版】九下20.1 能源 教学设计

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《20.1 能源》教学设计
课题 1. 能源 单元 20 学科 物理 年级 九下
教材分析 本节是沪粤版九年级下册“能源与能量守恒”主题的开篇课，课程内容有：能源发展历程：薪柴时代→煤炭时代（工业革命，蒸汽机驱动）→石油时代（内燃机、电力发展）→清洁能源时代（太阳能、核能、水能等）；能源分类：不可再生能源（煤、石油、天然气，消耗后无法再生）、可再生能源（太阳能、水能、风能等，可源源不断从自然界获取）；我国能源现状：2021年能源消耗以煤为主（56.0%），可再生能源（水电、风电、光伏）装机规模世界第一，正推进能源革命（清洁、低碳、高效）。兼具知识性、历史性与国情教育价值，为后续清洁能源、能源可持续发展学习奠定基础，形成“认知→分析→反思→行动”的认知链。符合九年级学生的认知规律。
2022新课标要求 1.列举常见的不可再生能源和可再生能源。2. 知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。3. 从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。4. 结合实例，尝试分析能源的开发与利用对社会发展的影响。
学习目标与核心素养 1.物理观念：明确能源的分类标准，理解可再生与不可再生能源的特性，知晓能源与社会发展的关联。2.科学思维：通过分析能源消耗数据、增长趋势，提升数据解读与逻辑推理能力。3.科学探究：完成“我国可再生能源增长情况分析”活动，深化对能源发展的认知。4.科学态度与责任：认识能源危机的严峻性，感受我国能源革命的成就，树立节约能源、支持清洁能源发展的意识。
学情分析 九年级学生已经知道煤、石油、天然气、电能等常见能源，了解蒸汽机、内燃机的应用，具备简单数据计算能力；能力基础：能进行基础分类和表格解读，但对能源的“可再生/不可再生”特性、能源危机的具体内涵理解不深。
重点 1.掌握可再生能源与不可再生能源的分类及实例；2.明确我国能源消耗结构与可再生能源发展现状。
难点 1.理解能源危机的成因及我国能源革命的应对策略；2.建立“能源有限，节约与清洁利用”的责任意识。
材料准备 ppt课件，视频资源，挂图
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情境导入人类社会的生存和发展离不开能源。人类社会的进步和日趋美好的生活是以大量能源消耗为代价的。化石燃料燃烧导致空气污染、冰川融化，资源枯竭。那么人类有哪些解决能源危机的办法？让我们先来回顾一下人类开发和利用能源的漫长历史。 在老师的引导下了解人类社会的生存和发展离不开能源，并思考人类有哪些解决能源危机的办法？ 引发认知冲突与社会责任感，自然引出课题。
讲授新课 一、人类利用能源的历史1.薪柴时期火的发现和利用，结束了人类茹毛饮血的原始生活，推动人类文明进程；19世纪中叶前，薪柴占全球能耗75%。2.煤炭时代（a）早期使用的蒸汽火车18世纪末蒸汽机发明引发工业革命，被誉为“黑金”的煤炭成为动力基础。工厂、船舶、火车等都离不开它。（b）以蒸汽机为动力的高速观光轮船蒸汽机的发明开辟了人类利用能源的新历程。1900年煤炭在能耗中占比达57.6%，世界进入“煤炭时代”。3.石油时代19世纪70年代内燃机出现、电力工业发展，煤炭占比下降；1965年石油占比超煤炭，成为最重要能源；石油 天然气至今石油、天然气仍是核心能源，但面临枯竭危机。石油及其产品4.多元化能源———未来社会的理想能源目前，人们正致力于、核能、风能、水能、太阳能、海洋能、氢能等的开发和利用。核能 风力发电太阳能电池 热能发电场21世纪将是清洁能源的快速发展时期。视频：人类利用能源的进化史二、可再生能源和不可再生能源1.能源的分类（1）不可再生能源：一旦被消耗，便不能再生的能源。如煤、石油、天然气、核能等。（2）可再生能源不会随开发利用而日益减少的能源是可再生能源。如太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等，这类能源可以在自然界里源源不断地得到。目前使用最广的能源是电能，电能是由上述可再生能源和不可再生能源转换得来的。煤发电厂风力发电分类概念实例按照获 取方式一次能源可直接从自然界获得的能源水能、化石能源、风能、太阳能、 地热能、核能、潮汐能等二次能源无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源电、酒精、木炭、煤气、柴油、 液化气、沼气、氢气、汽油等按照对环境的影清洁能源使用时对环境没有污染或污染较轻的能源太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能污染能源使用时对环境污染较重的能源煤、石油、柴薪等按照人类 开发早晚常规能源人类已经利用多年的能源煤、石油、天然气及水能等新能源人类新近才开始利用的能源核能、太阳能、潮汐能、地热能、风能、生物质能等三、能源危机和我国的能源革命1.能源危机（1）全世界能耗结构：以煤（27.2%）、石油（31.2%）、天然气（24.7%）等不可再生能源为主；（2）我国能耗结构：煤56.0%、石油18.5%、天然气8.9%、其他（水电、核电、风电等）16.6%。 我国2021年能源消耗结构（3）能源危机原因：不可再生能源储量有限，按现行使用量和增长预期，最短不足100年将耗尽，能源供需矛盾突出。2.我国的能源革命进入新时代以来，我国深入推进能源革命，推动能源的清洁、低碳、高效利用。（1）加强煤炭等能源的清洁、高效利用，加大油气资源的勘探和开发；（2）大力发展新能源：加快建设新型能源体系，突出新能源和清洁能源发展； （3）我国已成为世界能源生产第一大国，构建了多元清洁的能源供应体系；（4）水电、风电、光伏发电、生物质发电装机规模稳居世界第一，截至2022年底，我国可再生能源发电总装机容量达到12.13亿千瓦。活动：我国可再生能源增长情况分析活动准备：教材77页表 20-1-1 我国近年发电量数据统计年份2017年2018年2019年2020年2021年总发电量八亿千瓦·时）66 0447166175 03477 79085 342水电11 9791231813 04413 55213 390火电47 54650 96352 20153 30258 058核电248129443 4833 6624075风电29723 6604 0604 6656 561太阳能发电106517752 2432 6053 253其他11345通过表中数据，请分析各年中水电、风电、太阳能发电等可再生能源的增长情况。结合数据谈谈你对此的看法。从表中你还能看出哪些信息？ 参考答案：（1）水电：整体呈缓慢增长趋势，2021年略有回落，增长相对平稳。 风电：增长迅猛，增幅达120.7%。太阳能发电：增速最快，增幅达205.4%。 整体趋势：我国可再生能源发展势头强劲，能源结构正在向清洁低碳转型。（2）对可再生能源增长的看法①能源转型加速：风电和太阳能发电的爆发式增长，体现了我国大力发展非化石能源、推动“双碳”目标的决心。② 结构优化明显：火电虽仍是主力，但占比从2017年的71.4%降至2021年的68.1%，可再生能源的替代作用日益凸显。③风电和光伏技术的成熟、成本的下降，是其快速发展的重要支撑。④挑战并存：水电增长趋缓、可再生能源的间歇性和不稳定性，对电网调度和储能技术提出了更高要求。（3）表中还能看出的其他信息①总发电量稳步增长：从2017年的66 044亿千瓦·时增至2021年的85 342亿千瓦·时，年均增速约6.6%。 ②核电发展稳健：发电量从2017年的2 481亿千瓦·时增至2021年的4 075亿千瓦·时，成为清洁低碳能源的重要组成部分。③“其他”类别占比极小：始终在1–5亿千瓦·时之间，对整体结构影响可忽略不计。信息浏览国部分能源储量 我国是世界能源生产大国之一，截至2021年底，已探明的煤、石油、天 然气的储量如图所示。请计算一下，我国能源的人均拥有量分别是多少？谈谈你的感想。（a）煤的储量约为2.08×1011t （b）天然气的储量约为6.34×1012m3（c）石油的储量约为3.69×109t参考答案：2021年我国人口约14.13亿，经计算可知：煤炭人均占有量约147.2吨/人； 天然气人均占有量约4486.9立方米/人；石油人均占有量约2.61吨/人我国虽然是能源生产大国，但由于人口基数大，人均能源占有量远低于世界平均水平，尤其是石油、天然气的人均占有量差距明显。这也提醒我们要更加重视能源节约、提高能源利用效率，同时加快发展清洁能源，保障国家能源安全。 阅读课文聆听讲解了解人类利用能源的历程，知道21世纪将是清洁能源的快速发展时期。学生知道能源分类。会列举可再生能源和不可再生能源了解能源的其他分类方法阅读课文在老师的引导下体会全世界能耗结构和我国能耗结构的不同之处，能说出能源危机原因观察 我国近年发电量数据统计，回答问题阅读信息浏览并计算我国能源的人均拥有量分别是多少？谈谈感想 锻炼学习上的归纳总结能力以及自主学习能力体会能源不是取之不尽用之不竭的拓展学生知识面锻炼学生的观察思考能力和语言表达能力锻炼学生的观察总结以及语言表达能力，对我国近年发电量有个整体认知锻炼学生的计算能力认知我国虽然是能源生产大国，但由于人口基数大，人均能源占有量远低于世界平均水平
课堂练习 1.下列各组能源中，都属于可再生能源的是（　　）A．石油、天然气 B．水能、天然气C．风能、太阳能 D．煤炭、木柴【答案】C【详解】可再生能源能在短时间内形成的能源，像太阳能、水能、风能、木柴等。而煤、石油和天然气很难在短时间内形成，属于不可再生能源。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。2.下列说法正确的是（ ）A.天然气和太阳能都是清洁能源，人类可以无穷无尽地开发B.核能是物质发生化学反应时所释放的能量C.因为水能是可再生能源，所以我们不必节约用水D.为应对能源危机，开发利用太阳能等新能源势在必行答案：D【解析】核能是在原子核发生变化时所释放的能量，核反应不属于化学反应。地球上可以利用的淡水资源是有限的，因此需要节约用水。3.按照能源发展史排序，正确的是（　　）①内燃机　②钻木取火　③薪柴燃烧　④核反应堆　⑤蒸汽机　⑥天然取火A．⑥②③⑤①④ B．⑥③②①⑤④C．②⑥③⑤④① D．⑥②①⑤④③【答案】A【详解】ABCD．根据能源的开发与利用可知，最开始时是人类利用天然的火种，然后钻木取火，逐渐转变为人工火种点燃柴薪提供热量，工业革命时期发明了蒸汽机，随后又诞生了内燃机，实现了热能向机械能的大规模转化，现在人们正在使用核能，故A符合题意，B、C、D不符合题意。 故选A。 学生练习 巩固本节的知识
课堂小结 1.人类利用能源的历史：薪柴时期→煤炭时代→。石油时代→多元化能源2.能源的分类：不可再生能源和可再生能源3.能源危机和我国的能源革命 学生总结教师补充 让学生对本节知识有个系统理解
板书 一、人类利用能源的历史1.薪柴时期2.煤炭时代3.石油时代4.多元化能源二、可再生能源和不可再生能源1不可再生能源：一旦被消耗，便不能再生的能源。2.可再生能源：不会随开发利用而日益减少的能源。三、能源危机和我国的能源革命1.不可再生能源储量有限，按现行使用量和增长预期，最短不足100年将耗尽，能源供需矛盾突出。2.我国的能源革命：推动能源的清洁、低碳、高效利用。 对照板书回顾 夯实本节基础
课外拓展/课外阅读内容 推荐阅读《探寻能源宝藏系列》，借“小油宝”卡通形象讲解石油开采、天然气利用等内容，还关联西气东输等现实工程，兼顾趣味性与实用性。
特色资源分析和技术手段说明 特色资源可查询网络视频例如：科普短视频：央视财经、科技日报等官方账号推出的能源主题短视频，比如讲解“华龙一号”核电站原理、光伏电站发电过程的内容。
教学反思 本节课的核心是能源利用，既要让学生掌握基础的能源知识，也要引导学生树立跨学科思维、节能意识。通过本节课教学，我深刻认识到，九年级物理教学需更贴合新课标素养要求，更关注学情差异，既要落实知识目标，也要兼顾能力与价值观的培养。后续教学中，需进一步优化跨学科教学设计，平衡“知识传授”与“能力培养”，兼顾不同层次学生的需求，让抽象的物理知识更贴近生活、更具实用性；同时，多挖掘生活中的教学素材，让学生真正体会“物理源于生活、用于生活”，激发学生学习物理的兴趣，落实核心素养的培养目标。
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